Les virus transmis par les moustiques peuvent provoquer plus que la fièvre et les douleurs articulaires. Dans les cas graves, ils envahissent le cerveau, conduisant à des crises, à l’encéphalite, à une perte de mémoire durable et parfois à la mort. Mais grâce à une nouvelle étude de l’UCLA, les chercheurs ont découvert comment certains de ces virus visent les défenses du cerveau et indiquent les moyens de les empêcher.
La recherche, publiée dans Rapports cellulairesse concentre sur le virus de Sindbis, un pathogène relativement léger que les scientifiques utilisent comme un remplaçant sûr pour les virus plus dangereux à l’origine des moustiques tels que le chikungunya.
En utilisant un modèle à base de cellules souches de la barrière hémato-encéphalique humaine, développé avec des collaborateurs de la Florida State University, l’équipe de l’UCLA a comparé deux souches de Sindbis étroitement apparentées – une invadation du cerveau et une non – et a constaté que de petits changements dans les protéines de surface virales appelées glycoprotéines dictent si le virus peut se croiser.
L’équipe a découvert que la souche invasive ne saisit qu’une ou deux protéines spécifiques sur les cellules de la barrière hémato-encéphalique, transformant ces protéines en portes qui permettent le virus à l’intérieur. En revanche, la souche non invasive propage ses efforts à travers de nombreux récepteurs et réussit beaucoup moins.
« Ce qui nous a le plus surpris, c’est que la tension invasive rétrécit son objectif », a déclaré Pablo Alvarez, premier auteur de l’étude et étudiant diplômé en laboratoire de l’auteur principal Melody Li. « Il n’essaie pas toutes les options – elle se spécialise, et cela le rend beaucoup plus efficace. »
Pour tester si ce modèle est vrai plus largement, les chercheurs se sont tournés vers Chikungunya, qui a alimenté des épidémies majeures dans le monde. Ils ont constaté qu’une souche pathogène de la maladie de Chikungunya était bien meilleure pour infecter les cellules de barrière hémato-encéphalique qu’une souche plus faible qui ne provoque pas de maladie grave.
Ensemble, les résultats suggèrent que la capacité d’infecter les cellules de barrière hémato-encéphalique est une caractéristique commune des alphavirus qui atteignent le cerveau, même si différents virus utilisent différentes stratégies pour le faire. En identifiant les glycoprotéines virales et leurs partenaires protéiques hôtes, l’étude met en évidence des cibles moléculaires prometteuses pour les vaccins futurs et les médicaments antiviraux.
« L’identification de cette poignée de main entre les protéines virales et les vaisseaux sanguins du cerveau nous donne une cible claire », a déclaré Li, professeur agrégé de microbiologie, d’immunologie et de génétique moléculaire et membre du centre de recherche sur les cellules souches de l’UCLA. « Si nous pouvons bloquer cette interaction, nous pourrons peut-être arrêter l’infection avant d’atteindre le cerveau. »
Bien que le Sindbis lui-même ne soit pas une menace humaine majeure, des alphavirus connexes qui peuvent envahir le cerveau et provoquer une maladie grave sont déjà présents dans le virus de l’encéphalite équine oriental américain, trouvé sur la côte est. Il a provoqué des alertes de santé car les infections qui atteignent le cerveau sont souvent mortelles.
Le chikungunya – maintenant trouvé dans plus de 100 pays – a également provoqué des épidémies avec des complications neurologiques graves. Le changement climatique et les voyages mondiaux élargissent la gamme des moustiques qui portent ces virus, ce qui augmente le risque de transmission dans de nouvelles régions.
« Ces virus sont déjà là, et le changement climatique ne fait qu’augmenter le risque », a déclaré Alvarez. « En apprenant comment ils violeront les défenses du cerveau, nous pouvons identifier leurs points faibles – et c’est la première étape vers la protection des gens des résultats les plus dévastateurs. »
Pour l’avenir, les chercheurs prévoient d’étudier des alphavirus supplémentaires et de percer les interactions exactes au niveau atomique entre les glycoprotéines virales et les récepteurs de l’hôte. Ces idées pourraient guider le développement de thérapies qui empêchent le virus d’entrer dans le cerveau ou d’informer l’ingénierie de souches virales affaiblies pour une utilisation comme vaccins.
« Ce n’est vraiment que le début », a déclaré Li. « En améliorant nos modèles et en élargissant nos études, nous espérons rester en avance sur ces agents pathogènes émergents. »
